DE3731038A1 - Verfahren zum reparieren von rissen in kunststoffkoerpern - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Reparieren von Rissen in großflächigen Körpern aus Kunststoff durch Ausfräsen der Risse und anschließendes Verfüllen der Fräs­ nut mit einem Kunststoff.

Dieses Verfahren kommt insbes. für vergleichsweise dick­ wandige Bauteile oder Bauelemente aus Kunststoff in Be­ tracht, die vielfach extremen Witterungsbedingungen ausge­ setzten Gebäuden zur Verkleidung dienen oder aber auch Antennenschalen bilden oder für sogenannte Radome Verwen­ dung finden. Diese Bauteile bestehen in der Regel aus ge­ schäumtem Kunststoff mit oder ohne Armierungseinlage und mit oder ohne äußere Abdeckung. Solche Bauwerke, insbes. aber auch ihre Verkleidungen, unterliegen durch ihre Größe, aber auch durch vielfach extremen Witterungsbedingungen, denen sie ausgesetzt sind, starken Beanspruchungen. Dies führt zu erheblichen Spannungen und schließlich zu einer Rißbildung. Diese Risse müssen von Zeit zu Zeit nachgebes­ sert und wieder ausgefüllt werden, um die Qualität des Bauteils oder Bauwerks über eine längere Zeitdauer zu erhal­ ten. Die Verwendung der üblichen Verbindungselemente bei der Montage von großflächigen Kunststoffplatten, nämlich Schwalbenschwanzprofile oder ähnliche Verbindungselemente verbietet sich bei der Reparatur von montierten Baukörpern oder Bauwerken. Bisher hat man die Aufgabe in erster Linie darin gesehen, lediglich die Risse auszufüllen und wieder zu verschließen, um der schädigenden Einwirkung von Witte­ rungseinflüssen vorzubeugen. Man hat auch bereits derartige Risse in Form einer einfachen Nut mit zur Oberfläche etwa senkrecht stehenden Nutwänden ausgefräst und anschließend verfüllt, indem solche Nuten ausgeschäumt, ausgegossen oder ausgespritzt wurden. Der Erfolg solcher Maßnahmen war des­ halb begrenzt, weil sich bei diesen Reparaturarbeiten Kerb­ risse nicht vermeiden ließen. Auch stellten sich nach kur­ zer Zeit infolge auftretender Spannungen Scherungsrisse an den Nutwandungen ein, die den Wert solcher Reparaturarbei­ ten nachhaltig in Frage stellten.

In Erkenntnis dieser Problematik sucht die Erfindung nach einem wirksamen Ausweg, um derartige Reparaturarbeiten wirksamer und mit größerer Aussicht auf Erfolg als bisher durchführen zu können. Bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird deshalb vorgesehen, die zu verfül­ lende Nut mit seitlichen Hinterschneidungen herzustel­ len. Diese können mit einem verhältnismäßig einfachen Fräs­ werkzeug erstellt werden, welches einen entsprechend profi­ lierten Werkzeugquerschnitt aufweist. Beim Ausfüllen einer solchen Nut findet eine wirksame Verankerung des neu einge­ brachten Werkstoffs in den Nutseitenwänden statt. Derartige Hinterschneidungen sind viel weniger als die bekannten senkrecht zur Oberfläche ausgefrästen Nuten einer Scherwir­ kung ausgesetzt. Infolgedessen ergibt sich eine viel höhere Lebensdauer solcher Reparaturstellen.

Diese Hinterschneidungen der ausgefrästen Nut können grundsätzlich die verschiedenste Querschnittsgestaltung aufweisen. Die Erfindung bevorzugt jedoch einen annähernd halbkreisförmigen Querschnitt. Dies hat zum einen die Wir­ kung, daß beim Ausfräsen einer solchen Nut keine Kerbwir­ kung auf den Kunststoff des Bauteils ausgeübt wird. Dies ist besonders wichtig bei vergleichsweise harten und/oder spröden Kunststoffen. Andererseits greift aber auch der die Nut ausfüllende Kunststoff beidseitig in die Nutwand ein, so daß allenfalls auftretende Scherkräfte in eine Richtung gelenkt werden, die für das Kunststoffbauteil unschädlich ist. Der Scherbeanspruchung wird in Richtung der Tangente an die abgerundeten Seitenwände abgeleitet und kann deshalb nicht wirksam werden.

Es liegt im Rahmen dieses Gedankens der Erfindung, daß die Hinterschneidungen bogenförmig in die Nut übergehen. Eine solche Gestaltung fußt auf dem gleichen Grundgedanken, um Scherkräfte, die den Erfolg solcher Reparaturarbeiten beein­ trächtigen könnten, auszuschalten oder so abzuleiten, daß sie sich im Inneren des Kunststoff-Baukörpers verlaufen. Es liegt im Rahmen der Erfindung, an der Nutwand mehrere Hin­ terschneidungen übereinander anzuordnen. Dies kommt insbes. bei Kunststoff-Baukörpern größerer Dicke in Betr­ acht oder aber dann, wenn die zu reparierenden Risse eine größere Tiefe erreichen. Im Querschnitt in Nutlängsrichtung gesehen ist eine solche Profilierung etwa wellenförmig anzusprechen, und es können durchaus ein oder zwei oder auch drei Wellentäler übereinander in die Nutseitenwand eingearbeitet sein. Auch der Nutboden ist in der Regel halbkreisförmig abgerundet.

Haben die in den Kunststoffkörper eingefrästen Nuten einen größeren Querschnitt, liegt es im Bereich der erfindungsge­ mäßen Maßnahme, vor dem Verfüllen einen Füllkörper in die Nut einzusetzen, der dann in Abstand von der Nutwandung gehalten wird. In diesem Fall umschäumt das in eine solche profilierte Nut eingebrachte Kunststoffmaterial den Raum um den Füllkörper und verfestigt diesen zuverlässig innerhalb der Nut.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger bevor­ zugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine in der bisher gebräuchlichen Weise ausge­ fräste Nut,

Fig. 2 eine Nut gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine andere größere Nut bei einer Reparaturarbeit;

Fig. 4 die Zuhilfenahme eines zur Nutausfüllung dienenden Formkörpers und

Fig. 5 eine schematische Darstellung der in einer erfin­ dungsgemäß reparierten Nut wirksamen Kräfte.

Der Kunststoff-Baukörper 1, der lediglich schematisch darge­ stellt ist und einem der eingangs bezeichneten Objekte zugeordnet werden kann, hat eine beachtliche Dicke 2. Er besteht beispielsweise aus einem geschäumten Werkstoff von vergleichsweise großer Härte. Seine Oberfläche 3 kann in an sich bekannter Weise durch eine aufgeschweißte Folie oder in anderer Weise verschlossen sein, damit der Baukörper 1 den äußeren Einflüssen keine übermäßig großen Angriffsflä­ chen bietet.

Die Nut 4 ist einem nach mehr oder weniger langem Gebrauch aufgetretenen Kerbriß nachgearbeitet, der bis zur Oberflä­ che 3 des Baukörpers austrat. In konventioneller Weise wurden die parallelen Nutwände etwa im rechten Winkel zur Oberfläche 3 eingearbeitet, und die Nut 4 erhielt insgesamt einen etwa rechteckigen Querschnitt, wie Fig. 1 erkennen läßt.

Die weiteren Fig. 2-4 zeigen dagegen die erfindungsgemäße Maßnahme in entsprechender Darstellung. Die Nut 4 der Aus­ führungsform nach Fig. 2 weist in jeder Nutwand 6 je eine bogenförmige Hinterschneidung 7 auf, die im Querschnitt etwa halbkreisförmig und zwar etwas weniger als 180° ausgebildet ist. Diese Hinterschneidung 7 geht mit einem zum Nutinneren konvexen Kreisbogen 8 in die Nut über. Der Nutboden 9 ist bei dieser Ausführungsform ebenfalls nach einem Kreisbogen profiliert und im Querschnitt etwa halb­ kreisförmig. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 handelt es sich um eine Nut 4 von größerer Tiefe, die infolgedessen in jeder Nutwand zwei Hinterschneidungen 7 aufweist, deren Querschnittsgestaltung in der zu Fig. 2 geschilderten Weise gebildet ist. Die Übergänge 8 in die Nutwandung sind gleich­ falls bogenförmig gestaltet, so daß sich auch bei dieser Ausführungsform keine geraden Flächen ergeben, die die Ausbildung von Scherkräften begünstigen könnten.

Die Fig. 4 läßt erkennen, daß die Nut 4 einen vergleichswei­ se weiten Querschnitt aufweist, die zur Einsparung von Material zum Ausfüllen der Nut 4 einen Füllkörper 10 auf­ nimmt, der in Abstand von der Nutwandung 6 gehalten wird, so daß er allseits von dem in die Nut 4 einzuschäumenden, einzuspritzenden oder einzugießenden Kunststoff umgeben ist. Ggf. können die Seitenwände 11 dieses Füllkörpers unregelmäßig, z.B. wellenförmig oder zackenförmig ausgebil­ det, jedenfalls mit Vertiefungen versehen sein, um auch hier eine Verankerung des in die Nut 4 einzubringenden Kunststoffs zu erreichen.

Die Fig. 5 läßt erkennen, daß zur Gestaltung des Profils der Nuten 4 gemäß der Erfindung unterschiedliche Radien Verwendung finden können. So ist der Radius R ₁ des bogen­ förmigen Übergangs 8 in die Hinterschneidung 7 deutlich kleiner als der Radius R ₂ der Hinterschneidung 7 selbst. Diese Wahl unterschiedlicher Radien trägt gleich­ falls zur besseren Verankerung des die ausgefräste Nut ausfüllenden Kunststoffmaterials bei. Beim Übergang des Bogens 8 in den Bogen der Hinterschneidung 7 ist die Tangente 12 angelegt, die eine berechenbare Bestimmung der hier auftretenden Kräfte gestattet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind außerdem die Mittelpunkte M ₁ des Kreisbo­ gens 8 und M ₂ des Bogens der Hinterschneidung 7 um ein Maß 13 gegeneinander versetzt, so daß der Winkel α zwischen der Tangente 12 und der Senkrechten 15 zur Mittelebene 14 der Nut 4 in einer gewünschten Weise verändert werden kann.

Der Verlauf der in den Baukörper 1 eingefrästen Nut 4 folgt in der Regel dem Rißverlauf. Die Nut 4 verläuft also unre­ gelmäßig, wie Fig. 1 beispielsweise erkennen läßt.

Claims (7)

1. Verfahren zum Reparieren von Rissen in vergleichsweise großflächigen Körpern aus Kunststoffen durch Ausfräsen der Risse und anschließendes Verfüllen der Fräsnut mit einem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (4) mit seitlichen Hinterschneidungen (7) hergestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterschneidungen (7) annähernd einen halbkreis­ förmigen Querschnitt aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hinterschneidungen (7) bogenförmig in die Nut (4) übergehen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Nutwand (6) mehrere Hinterschneidungen (7) übereinander angeordnet sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Radien (R ₁ und R ₂) des bogenförmigen Übergangs (8) und der Hinterschneidung (7) eine unterschiedliche Größe aufweisen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelpunkte (M ₁, M ₂) der Radien (R ₁) für den Übergangsbogen (8) und des Radius (R ₂) für die bogenförmige Hinterschneidung (7) gegen­ über der Mittellängsebene (14) der Nut (4) versetzt angeordnet sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Nut (4) vor dem Verfüllen ein Füllkörper (10) eingesetzt und in Abstand von der Nutwandung (6) gehalten wird.